检索结果-内蒙古大学图书馆

微特电机 2023年第10期51卷 29-34页

作者：钱梦飞曹鑫刘林郝振洋南京航空航天大学自动化学院南京211106

研究了一种基于不确定干扰估计器(UDE)的永磁同步电机控制策略。根据UDE控制理论,设计UDE控制器代替双闭环矢量控制中的传统PI控制器,增强了电机系统对外部干扰和内部参数变化的抗扰能力,并通过仿真与实验对控制策略进行验证。结果表明... 详细信息

研究了一种基于不确定干扰估计器(UDE)的永磁同步电机控制策略。根据UDE控制理论,设计UDE控制器代替双闭环矢量控制中的传统PI控制器,增强了电机系统对外部干扰和内部参数变化的抗扰能力,并通过仿真与实验对控制策略进行验证。结果表明,针对突变干扰以及参数不确定性等影响因素,UDE控制器相较于PI控制器具有更好的鲁棒性。

关键词：永磁同步电机电机驱动控制不确定干扰估计器抗干扰性能

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基于不确定干扰估计器的控制及永磁同步电机驱动应用研究

基于不确定干扰估计器的控制及永磁同步电机驱动应用研究

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作者：任建俊南京航空航天大学

学位级别：硕士

如何消除模型不确定性和干扰的影响,是控制系统设计中的一个核心问题。基于干扰估计和补偿的干扰主动控制方法以其简单、直接的控制思想得到了学术界和工业界越来越多的关注。近三十年来,干扰主动控制无论在理论还是应用方面都取得了可... 详细信息

如何消除模型不确定性和干扰的影响,是控制系统设计中的一个核心问题。基于干扰估计和补偿的干扰主动控制方法以其简单、直接的控制思想得到了学术界和工业界越来越多的关注。近三十年来,干扰主动控制无论在理论还是应用方面都取得了可喜的成果,并与滑模控制、随机控制等相互融合给这些控制流派注入了新的活力。但值得指出的是,目前的干扰主动控制在理论完整性和工程易用性等方面均有待深入研究。本文以干扰主动控制的一个新分支——基于不确定干扰估计器的控制(UDEBC)及其永磁同步电机(PMSM)驱动应用为主题,分别从理论分析、数值仿真和实验验证三个方面对其进行了全面深入的研究,取得了一些具有重要工业应用前景的创新性研究成果。1)系统地阐述了UDEBC的核心思想、基本设计流程、结构约束条件、控制结构及其稳定性,并且指出了UDEBC所包含的PI调节器的增益能够双带宽参数化,即Kp和Ki能表示成两个带宽参数(即期望的闭环系统带宽α和集总干扰带宽β)的代数表达式,为工程化的控制参数整定奠定了理论基础。2)分析了UDEBC二自由度本质及其控制性能的局限性,指出了控制结构中所包含的模型逆的准确性是提升系统性能的关键所在。借鉴自适应鲁棒控制(ARC)的设计思想,提出了一种简单的自适应干扰主动控制框架以及两种具体设计实现方案:反馈自适应补偿和前馈自适应补偿。与传统的UDEBC方法相比,该方法能够提供更高的稳态跟踪精度。同时,该控制方法所具备的简单参数整定算法使其比ARC更易于工业推广应用。针对电机转速调节系统的数值仿真结果验证了所提出的自适应干扰主动控制方法的有效性。3)首次将UDEBC方法成功应用到PMSM电流控制中,提出了一种双带宽参数化的鲁棒电流控制结构及其参数整定方法,建立了电流响应性能与待整定参数之间明确的数学对应关系,突破了国际上目前流行的基于模型的参数整定和基于经验的试凑方法的局限性,实现了单调的参数优化整定效果。一系列对比实验结果有力地证明了所提出的电流控制方案具有对模型参数变化更强的鲁棒性以及更简单、直观和灵活的参数整定过程。

关键词：不确定系统干扰估计与抑制不确定干扰估计器永磁同步电机转速调节自适应电流控制双带宽参数化参数整定鲁棒性

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基于UDE的三级式同步发电机数字调压技术研究

基于UDE的三级式同步发电机数字调压技术研究

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作者：路通南京航空航天大学

学位级别：硕士

三级式无刷同步发电机广泛应用于航空电源系统中,适用于起动发电一体化发电场合,是一种具有无刷结构的电励磁同步电机,通过控制主励磁机的励磁电流来间接实现调压功能,然而由于交流发电系统是一个复杂的、多参数耦合的非线性系统,负载... 详细信息

三级式无刷同步发电机广泛应用于航空电源系统中,适用于起动发电一体化发电场合,是一种具有无刷结构的电励磁同步电机,通过控制主励磁机的励磁电流来间接实现调压功能,然而由于交流发电系统是一个复杂的、多参数耦合的非线性系统,负载突变等不确定扰动会引起电机参数的变化,其动态性能难以达到理想的要求。针对上述问题和研究现状,本文对三级式同步发电机调压策略展开研究。首先,本文系统阐述了不确定干扰估计器（UDE）的核心思想、基本结构、设计方法以及稳定性判定,并且结合UDE二自由度的本质和控制器参数设计之间的关系,总结控制器结构的特点,其中参考模型和实际模型之间的误差收敛问题可转化为滤波器H d（s）的设计问题,分析了不同滤波器类型对不确定干扰衰减的特点,两个相同阶数的滤波器中,拥有更高带宽的滤波器能够抑制更多的固定带宽干扰和不确定性,此外高带宽滤波器拥有更快的瞬态性能。与同样针对不确定系统的时滞控制相比,在同样采样周期下,UDE控制拥有更好的瞬态响应和更小的稳态误差,根据幅频响应揭示了误差反馈增益和滤波器设计在频域上是解耦的。最后结合控制器设计过程给出了双带宽参数化PI结构,只需整定部分参数即可调节控制器性能。其次,研究了三级式发电机的基本结构和工作原理,结合坐标变换原理在dq坐标系下建立了电励磁同步发电机的数学模型以及主励磁机与旋转整流桥的数学模型,为了便于UDE控制器设计和不确定因素项的引入,将数学方程整理成状态微分方程,并根据状态方程建立参考模型及误差方程,最后根据选取的低通滤波器给出了UDE控制器参数的整定方法。再次,在PLECS中搭建了三级式同步发电机的仿真平台,在仿真平台中分别使用传统双环PI控制策略和基于UDE算法的双环控制策略两种方法,在两种固定转速下验证了所提算法的可行性。针对交流发电系统中可能存在的不确定性干扰问题,进行突加突卸负载的仿真,在变转速条件下,验证了基于UDE算法的双环控制策略相比双环PI控制有更好的动静态调压性能。最后,针对50k VA三级式同步发电机的理论分析设计了一套发电机控制器平台,介绍了软硬件设计过程,给出了UDE算法的数字实现方法,使用本文所提控制器和传统双环PI调节器在50k VA发电平台上进行了闭环调压对比实验。将实验和仿真结果进行对比,本文提出的基于UDE算法的双环控制策略得以有效验证。

关键词：航空变频交流电源三级式无刷同步发电机发电控制不确定干扰估计器数字调压器

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永磁耦合调速器节能性能试验

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热力发电 2020年第4期49卷 125-130页

作者：王煜伟刘圣冠赵启明刘丰宁贺婷杨沛豪李志鹏国家能源集团谏壁发电厂江苏镇江212006 西安热工研究院有限公司陕西西安710054 香港城市大学机械工程系香港999077

永磁耦合调速作为一种先进电动机调速节能技术,因其优良的可靠性已在火电厂电动机节能领域得到广泛应用。为提高绕组式永磁耦合调速器节能效果,本文在分析其调速及节能原理基础上,采用数学模型表达能量反馈系统;针对传统耦合调速器无法... 详细信息

永磁耦合调速作为一种先进电动机调速节能技术,因其优良的可靠性已在火电厂电动机节能领域得到广泛应用。为提高绕组式永磁耦合调速器节能效果,本文在分析其调速及节能原理基础上,采用数学模型表达能量反馈系统;针对传统耦合调速器无法应对因负载转矩突变引起的调速误差问题,在调速系统中应用不确定干扰估计器(UDE)进行控制。采用MATLAB/Simulink软件对本文方法进行仿真分析,并通过电厂永磁耦合调速节能改造后一次风机用电量数据验证。结果表明:转矩突变时负载电动机启动到稳定时间约为0.17 s,且超调量极小;绕组式永磁耦合调速器可有效减少用电量,电厂永磁耦合调速节能改造后一次风机节电率为47.45%,一次风机每年可节约用电约98.5万k W·h。

关键词：电动机永磁耦合调速器调速误差不确定干扰估计器耗电量节能

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基于UDE的永磁同步电机调速控制研究

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组合机床与自动化加工技术 2020年第11期 128-130,134页

作者：黄明远荆哲奚菲若杨沛豪中国民用航空飞行学院新津分院成都611431 国网宁夏电力有限公司银川供电公司银川750011 湖南理工学院信息科学与工程学院湖南岳阳414000 西安热工研究院有限公司西安710054

由于负载突变或者受到一定程度干扰时会造成永磁同步电动机鲁棒性减弱,抗干扰能力下降等问题,文章提出基于不确定干扰估计器(uncertainty disturbance estimator,UDE)的永磁同步电动机速度控制策略。与传统PI控制策略不同,该文所提出的... 详细信息

由于负载突变或者受到一定程度干扰时会造成永磁同步电动机鲁棒性减弱,抗干扰能力下降等问题,文章提出基于不确定干扰估计器(uncertainty disturbance estimator,UDE)的永磁同步电动机速度控制策略。与传统PI控制策略不同,该文所提出的控制策略对内部参数变化和外部扭矩干扰具有鲁棒性,能够确保对于不同类型的扰动具有抗干扰能力,同时可以消除控制器参数的整定环节。通过Matlab/Simulink仿真建立永磁同步电机控制模型,施加不同类型的干扰,验证基于不确定干扰估计器的永磁同步电动机驱动速度控制方法的跟踪能力和抗干扰能力。

关键词：永磁同步电动机不确定干扰估计器调速控制抗干扰能力

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基于新型UDE的无速度传感器PMSM滑模控制

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组合机床与自动化加工技术 2020年第8期 126-129,137页

作者：卢军阴建强长沙民政职业技术学院长沙410004 郑州电子信息中等专业学校郑州450100

为了改进应用滑模观测器(SMO)的无速度传感器永磁同步电机(PMSM)的控制性能,以减少滑模观测器抖振为目标,采用新型切换函数代替传统符号函数;应用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,对改进滑模观测器增益进行选取;针对负载突变或受到一定... 详细信息

为了改进应用滑模观测器(SMO)的无速度传感器永磁同步电机(PMSM)的控制性能,以减少滑模观测器抖振为目标,采用新型切换函数代替传统符号函数;应用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,对改进滑模观测器增益进行选取;针对负载突变或受到一定程度干扰时造成电机鲁棒性下降问题,提出一种基于不确定干扰估计器(UDE)的转速控制策略,以增强对内部参数变化和外部扭矩干扰的抗干扰能力。最后通过仿真和实验分析文中所提方案可以准确估算电机转速,抖振现象得到抑制,面对扰动,电机转速控制系统抗干扰能力较强。

关键词：滑模观测器永磁同步电机新型切换函数不确定干扰估计器

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扇翼飞行器特性分析及控制系统研究

扇翼飞行器特性分析及控制系统研究

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作者：孟琳南京航空航天大学

学位级别：博士

扇翼飞行器是近期发展起来的低速大载荷飞行器。它通过在厚机翼前缘嵌入横流式风扇代替传统固定机翼,进行升力和推力的控制,其性能介于固定翼飞机和直升机之间——既拥有直升机的短距起降优势,又同时兼顾固定翼飞机的经济效益,使其在民... 详细信息

扇翼飞行器是近期发展起来的低速大载荷飞行器。它通过在厚机翼前缘嵌入横流式风扇代替传统固定机翼,进行升力和推力的控制,其性能介于固定翼飞机和直升机之间——既拥有直升机的短距起降优势,又同时兼顾固定翼飞机的经济效益,使其在民用和军用上获得很大的发展潜力,成为近年来飞行器领域新的研究热点。而国内对于扇翼飞行器的研究刚刚起步,大多停留在飞行器结构设计方面,很少提及控制系统的设计,相关的理论研究和工程应用有待进一步深入。因此,本文主要在分析扇翼飞行器气动特性和飞行性能的基础上,建立扇翼飞行器非线性模型,并进行舵面控制、扇翼转速控制两种PID控制方案的研究,以及基于不确定干扰估计器(UDE)的控制方案研究。本文的工作对改善扇翼飞行器的飞行性能,以及飞行器的未来发展均具有重要意义。首先,建立了扇翼飞行器起飞段和空中飞行段的非线性数学模型,并进行了扇翼飞行器的特性分析。指出其与常规固定翼飞机的共性点和不同,并在此基础上,着重分析了扇翼转动产生力与力矩的影响。通过数值仿真,对比分析了扇翼飞行器各因素在加入控制律前和加入控制律后对其短距起飞性能的影响,指出良好的起飞性能需要几个因素的配合设置,为扇翼飞行器结构设计和飞行控制提供指导。其次,受推力矢量技术在飞行控制中成功应用的影响,本文在分析扇翼飞行器特性的基础上,提出扇翼转速控制系统。从空中飞行段控制系统的设计出发,分别进行了扇翼飞行器纵向控制系统和横侧向控制系统的气动舵面控制和扇翼转速控制设计,其中纵向控制系统为本文重点研究内容。通过两种控制方案的对比分析,指出扇翼转速代替气动舵面完成扇翼飞行器空中飞行段控制的可行性,以及放大扇翼转动产生的附加低头力矩对纵向扇翼转速控制系统设计的影响。然后,针对扇翼飞行器可以保持大姿态角飞行的特点,完成了飞行器起飞段和着陆段纵向控制方案的设计。并提出升降舵控制和扇翼转速控制的纵向组合控制方案,解决了纵向高度和姿态控制强耦合的问题。同时为了实现俯仰姿态的稳定控制,提出了一种基于俯仰角速率指令内回路的控制方案。并在此基础上将UDE控制方法应用到扇翼飞行器纵向控制系统中,提出带宽参数化的鲁棒姿态控制结构以及参数整定方法,通过性能对比分析,最终仿真验证UDE控制方法比组合控制具有更为优越的纵向姿态控制性能。最后,在MATLAB仿真平台下实现了扇翼飞行器的非线性仿真。通过多种模态仿真,实现了在气动舵面出现故障时,基于扇翼转速控制的应急飞行控制系统对飞行器的稳定控制,并验证了所设计的两种PID控制方案自主跟踪航迹的飞行能力。

关键词：扇翼飞行器短距起飞扇翼转速控制组合控制不确定干扰估计器

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